谈谈汽车线束端子退针的原因及预防控制方法

2019年11月30日 评论 3,283 3576字

插接件端子退针问题是目前线束故障最为普遍的问题之一,是线束工程师经常处理的问题。本文系统的梳理插接件退端子的类型及失效机理,针对性地提出相应的控制方法,为线束从业人员的退端子优化工作提供一些方向性指导。

接插件端子退针影响因素较多,涵盖设计、零部件生产、线束制造、物流等各个环节,控制难度较大。系统地对插接件退端子问题进行分析和控制显得十分必要。

1 端子退针的类型

在对线束出现的退端子问题进行分析时,首先要判断该端子是测试前就退出,还是测试时插对配件或者探针Holder后被顶出。

判断的方法是观察连接器护套内端子锁止结构是否被破坏。如锁止完好,可以将端子重新插接,端子可保持良好的锁紧状态,不退出,就可以判断退端子的原因是产品生产时未装配到位;如果锁止破损,就可以判断是有外力将端子顶出或是单根受力被拉出:不同的判断方向决定了不同的退端子控制方式。

总的来说,从用户角度发现的退端子问题,从其产生的路径上来说可分为两类:

①端子在护套中未装配到位导致退出;②端子对插时被顶出或是受拉力导致退出。

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还有一种就是供应商的来料本身就有问题,卡点缺料导致的退针

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第1类偏重于线束产品制造角度问题,第2类更偏重于线束、插接件的设计匹配问题,第3类偏重于供应商来料问题。

明确了退端子的类型,就可以缩小退端子的控制范围,减少影响因子,便于锁定其失效源头,更准确地制定控制措施。

2 端子退针的预防控制方法

2.1端子在护套中装配不到位导致退针

端子在护套中未装配到位直观地说就是工人操作失误,导致不合格品流出。

目前的线束制造行业,端子插入插接件基本靠人工进行插入。在线束行业内大家普遍认知的端子插入手法为“一插、二听、三回拉”,最重要的就是“三回拉”,回拉动作执行的有效性,决定着退端子一次合格率的高低。而员工的操作熟练程度又决定着回拉动作的有效性。

在行业内提升员工操作熟练度的方法是:员工在每天生产前,先进行回拉操作建立回拉手感,根据这个手感来进行生产实践。回拉操作执行的有效性完全由员工的感觉进行评估,其效果肯定会大打折扣。考虑到一个工人每天插入端子数会达到约2000颗,在一个制造厂内每天约有上百万颗端子由人工进行装配插入护套。所以,光靠人工操作和检验,已很难避免退端子问题流出至主机厂。

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通过控制工人的操作方式来控制端子在护套中装配无退出,从实践来看只能短期减低退端子比率,但无法彻底解决,而工人的流动性又使该问题的整改效果产生很大的不确定性,所以需要寻求有效的检验手段来识别端子是否退出,确保有端子未装配到位时,可以得到有效识别。

导通设备上的推挤式探针就是在这样的需求下应运而生的。

推挤式探针又称开关针或大力探针,相对于传统的导通探针而言,推挤式探针由上部与端子接触的推挤模块和下部与导通设备连接的检测模块组成,在检测时只有端子将探针推挤模块挤压到检测模块上后,设备才能对线路回路进行检测(下图)。

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同时探针的压缩力,相对于传统的探针压缩力不大于1.5N而言,其力值更大,但一般不超过15N,具体以端子未装配到位的止退力值而定。所以当端子未在护套中装配到位时,端子无足够的止退力将推挤模块挤压到检测模块上时,端子与设备无法形成检测回路,导通检验不通过,于是可以有效地发现端子是否有退出。

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在使用推挤式探针时,需要注意两个问题:①探针与端子接触位置应选择正确(应选择端子边缘或端子弯折部位接触),如果是探针插入端子内检测,不能使用推挤式探针的模块,容易造成端子扩孔;②推挤式探针在使用过程中,其推挤力会逐渐缩小,应对探针压缩力进行日常维护,避免压缩力过小,无法实现探测作用。

推挤式探针的应用制造层面上保证端子无退出变得容易,因为有了导通设备上探针对端子是否到位的100%检测,使得制造过程中所出现的端子未装配到位的问题都能得到有效的围堵。我们不用再担心因端子插入困难、端子正反均能插入、导线压接飞丝、端子后包口压接等问题无法有效规避和执行所带来的端子未能装配到位的隐患。

基于推挤式探针的应用和护套特点(带二次锁止和不带二次锁止),将端子在护套中装配无退出的控制措施细化成如下控制路径。通过以下路径可以确定端子在护套中装配无退出。

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需要说明的是此处所提到带二次锁止的护套是指带二次锁紧端子的附件(TPA),而不是指护套起限位作用的附件(CPA)。因为对于二次锁止插接件来说,由于端子受护套一次锁止和TPA锁止,双重结构锁紧,故出现退位的可能性几乎不存在,但是这样的结论是以二次锁止具备二次锁紧端子的作用为前提。因为在实际过程中插接件的设计并不是绝对完美的,往往会出现二次锁止的尺寸设计不合理,导致无法起到锁紧端子的作用。所以在应用某个插接件前,如果该插接件具有二次锁止,就需要对其锁止效果进行评估。

谈谈汽车线束端子退针的原因及预防控制方法 对于二次锁止的装配问题,导通台上对二次锁止的装配检测在行业内已有很成熟的应用。但在实际应用中,有的厂家为了导通检查和返修的便利,往往会在导通后再装配二次锁止,这样的装配工序是存在风险的,因为端子未装配到位,并不代表二次锁止就一定不能装配到位,而在装配二次锁止后无导通检查,就无法识别端子是否在正确的装配位置。所以,任何起连接功能的装配都应放在导通检测前进行。

2.2端子对插时不被顶出

端子对插时不被顶出涉及到的控制点相对较多,这类故障出现的位置往往较集中,也更有规律性,有的甚至还有批量出现退端子的现象。对该类故障往下细分主要有端子保持力不够和端子对插时未对配局中两类。针对不同类型有不同的控制方法,具体如图4所示。

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端子保持力不够主要体现在端子的锁止结构存在缺陷,有人为返修损坏锁止结构的情况,也有锁止结构的尺寸、材料导致锁紧端子存在缺陷的情况。这类问题在工厂的返修记录和来料记录上较易追溯,可以很快锁定问题原因并进行相应的控制。但出现问题后的数量往往较大,尤其是护套锁止结构的材质变更后,往往不易被察觉,所以端子在护套中的保持力应作为来料检测内容在入厂验收中进行体现,避免出现批量问题。

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端子对插时未对中的问题在实际案例中发生较多,这类问题的原因不易发现,对于公母端子位置设计不匹配来讲,通过简单的尺寸校核就可发现问题,设计校核成本低,但若未发现,后期修模整改成本则较高,所以在选用插接件,尤其是零部件公端开模前,需要对公母端的接触设计位置进行校核,降低退端子风险。

而对于端子歪斜来讲,涉及的故障因素较多,压接、装配、运输都可能导致端子弯曲变形,但是弯曲超过一定范围很容易折断,严谨人为掰直后使用,需报废处理!下面重点介绍端子歪斜的控制方法。

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端子歪斜在实际案例的研究来看,分为3类:转运过程碰歪、压接弯曲、导线对端子的拉扯(单根受力)。

1)转运过程碰歪又分线束厂制造转运时碰歪和线束厂发送到整车厂装配过程中碰歪,对于这两个不同的转运阶段,应用不同的控制方法对防止端子歪斜进行控制。在线束厂制造过程中,对于转运过程中出现的歪斜,通过导通台上的防歪矫正治具,对端子歪斜情况进行检验并矫正(图5)。而对于线束总成配送到整车厂装配的过程中,则应用增加护盖的方式防止端子歪斜。这种塑料护盖不但价格便宜,并且还可以回收重复利用。

2)压接弯曲故障,顾名思义来源于压接造成的端子上翘、下垂、扭曲等。压接弯曲本身属于压接品质的控制范畴,可以参见其它压接管理资料获得相应的控制方法。在这里简单说明下,通过实际生产对比来看,有应用端子固定结构设计的模具(通俗点说将端子先按住,再压接),对消除端子压接弯曲故障效果明显。

3)导线对端子的拉扯问题,是由于线束在设计或制作时,造成插接件尾部导线受力过猛,将插接件尾部导线的受力传递到端子,造成端子在护套中偏离其正常的插接位置。其控制核心应放在如何降低插接件尾部导线的受力,总的来说就是给尾部导线“松绑”。其控制方法从线束走向设计来看,线束分支点的位置选择应确保插接件尾部导线对插顺畅,插接件对接的线束分支点应在插接件对插平面上方。

另一个为插接件尾部导线“松绑”的方式是控制插接件尾部导线胶带包裹的距离,避免胶带缠绕过紧导致导线受力。

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3 结束语

插接件退端子的原因多种多样,在实际应用中应针对具体问题进行相应的分析和控制,按照本文所述的控制方法可以快速、高效地解决实际问题)基于行业内普遍将端子装配中的“回拉”执行是否到位作为常规的控制内容二那如何保证回拉操作更有效呢?在实践中,我们摸索出以下两种方法:①端子插入手法由“一插、二听、三回拉”改为“一插、二听、三放(手)、四回拉”;②端子回拉需以肘关节为支点操作。以上两种方法的出发点都是将员工操作动作分解、量化,便于标准化执行和员工操作规范性检查,可以快速降低退端子的一次装配故障率,减少退端子比率,提升线束产品整体可靠性。

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